Dispositivo rastreador solar: 25 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Seguindo essas etapas, você será capaz de criar e implementar um painel solar que ajusta seu posicionamento para seguir o sol. Isso permite a quantidade máxima de energia capturada ao longo do dia. O dispositivo é capaz de sentir a intensidade da luz que está recebendo usando dois resistores fotográficos e usa essa informação para decidir a direção em que deve estar voltado.

objetivos de aprendizado

• Aprenda sobre a fiação de uma placa de ensaio
• Aprenda a conduzir funções básicas (carregar / inicializar código) no Arduino
• Aprenda sobre os diferentes componentes elétricos
• Aprenda como a produção de energia alternativa pode ser melhorada

Como este é um projeto para aula, estamos procurando abordar alguns dos Padrões de Alfabetização Tecnológica (STL) do ITEEA. O que queremos que os alunos aprendam com este projeto é:

Padrão 16: Energia e Tecnologias de Potência

É responsabilidade de todos os cidadãos conservar os recursos energéticos para garantir que as gerações futuras tenham acesso a esses recursos naturais. Para decidir quais recursos de energia devem ser desenvolvidos, as pessoas devem avaliar criticamente os impactos positivos e negativos do uso de vários recursos de energia no meio ambiente.

Os sistemas de energia das classes 6 a 8 são usados para conduzir e fornecer propulsão a outros sistemas tecnológicos. Grande parte da energia usada em nosso ambiente não é usada de forma eficiente.

A energia dos graus 9-12 pode ser agrupada nas formas principais: térmica, radiante, elétrica, mecânica, química, nuclear e outros. Os recursos de energia podem ser renováveis ou não renováveis. Os sistemas de energia devem ter uma fonte de energia, um processo e cargas

A estimativa de custo é para o kit de painel solar ($ 50), o kit Arduino ($ 40) e várias peças de Lego ($ 25) para um total de $ 115 para todas as peças, totalmente novas.

Etapa 1: Base de apoio

Pegue quatro desses tijolos de lego 1x16 (15 furos) e coloque-os juntos como na segunda foto

Etapa 2: suporte giratório

Dois desses componentes serão feitos, então dobre os componentes necessários e inverta-os para o outro lado.

Pegue uma dessas peças cinza, um conector preto "H" e um pino de conexão único com um pino positivo de um lado e um pino redondo do outro.

Construa o componente como mostrado na segunda imagem e construa o segundo de maneira reversa para o lado oposto.

Etapa 3: Combine as etapas 1 e 2

Monte a base e os acessórios anteriores como mostrado na imagem

Etapa 4: Base do painel solar

Duplique essas quantidades e inverta a construção para o lado oposto.

Pegue uma haste de conexão 11x1, duas peças angulares e 8 peças de conexão todas redondas.

Monte conforme mostrado na segunda imagem.

Etapa 5: Slot do painel solar

Construção duplicada.

Use quatro conectores de 90 graus, duas bielas 15x1 e duas bielas 9x1 e monte como mostrado na segunda imagem

Etapa 6: conectores de estabilidade

Construção duplicada.

Pegue dois conectores de 90 graus e uma haste de conector 13x1 e encaixe-os como mostrado na segunda foto.

Etapa 7: Conjunto de sustentação do painel solar

Pegue as peças construídas anteriormente e monte.

Etapa 8: Braços do painel solar

Conecte o conector H e o conector L conforme mostrado na segunda imagem.

Etapa 9: Braços do painel solar cont

Usando um conector L diferente e dois pinos únicos, conecte-os conforme mostrado.

Etapa 10: Braços do painel solar cont

Em seguida, você deve pegar outro conector L, um com uma base mais curta e mais dois pinos, e conectá-los também.

Etapa 11: Braços do painel solar cont

Agora você adicionará uma peça reta e mais dois pinos à montagem, como mostrado.

Etapa 12: Braços do painel solar, cont

Para a etapa final na montagem do braço, adicione uma peça L final, conforme mostrado. Esta peça ficará voltada para cima para ajudar a segurar o painel solar.

Etapa 13: Adicionar peça à montagem

Conecte a peça que você acabou de criar à montagem, conforme mostrado nas imagens. Em seguida, crie outro exatamente igual e adicione-o ao outro lado.

Etapa 14: a base

Usando as peças mostradas nas fotos, você montará peças semelhantes que servirão de base para o rastreador solar. Depois de montados, fixe-os conforme mostrado.

Etapa 15: girar o conjunto

Para permitir que a montagem gire, precisamos fixar outra peça na parte inferior que fará isso. Construa o quadrado usando 4 peças, conforme mostrado anteriormente nas instruções, e conecte os conectores conforme mostrado.

Etapa 16: Inserindo o Painel Solar

Para inserir o painel solar, pode ser necessário remover um dos braços. Simplesmente retire um, deslize o painel e recoloque-o.

Etapa 17: Anexando o servo motor

Usando as peças dispostas, construa a montagem conforme mostrado.

Etapa 18:

Você deve prender a próxima peça usando um fio ou algo semelhante para prendê-la.

Etapa 19:

Anexe a montagem recém-formada à montagem geral, conforme mostrado. Isso ajudará na colocação do servo motor.

Etapa 20: conectar foto-resistores aos fios

Conecte as extremidades de cada foto-resistor aos fios, conforme mostrado.

Etapa 21: Anexe os foto-resistores ao conjunto

Usando fita adesiva ou outro adesivo, prenda os resistores fotográficos em cada extremidade do conjunto, conforme mostrado.

Etapa 22: Reúna as peças eletrônicas

Certifique-se de ter todas as peças exibidas, ou seu equivalente, antes de iniciar a montagem elétrica.

-Arduino: Placa de controle Uno R3

-9x fios de jumper

-4x Fios Duplex fêmea para macho

-1x bateria 9V

-1x Clipe do conector de encaixe da bateria

-2x 1K Ohm Resistores

-2x Foto-resistor (fotocélula)

-1x Servo motor (SG90)

Todos os componentes vêm prontamente disponíveis no Elegoo Super Starter Kit

Etapa 23: Anexe o servo motor

Conecte o servo motor à placa de ensaio e ao Arduino, conforme mostrado. O fio marrom é negativo, o fio vermelho é positivo e o fio amarelo é o controle do servo.

Etapa 24: foto-resistores de fio

Conecte os foto-resistores na placa de ensaio, conforme mostrado. Em seguida, coloque o conjunto elétrico na base, conforme mostrado.

Etapa 25: carregar o código

Uma cópia em PDF do código, bem como o arquivo do programa Arduino real, foram incluídos para uso. A biblioteca Servo foi incluída e precisará ser salva no computador antes de compilar o código.

Uma cópia de texto do nosso código está abaixo; parece desagradável por causa da falta de formatação quando foi colado, mas deve compilar.

// Solar Tracker // NC State University // TDE 331 // Taylor Blankenship, Preston McMillan, Taylor Ussery // 3 de dezembro de 2018 / * * Este programa foi escrito para controlar um rastreador solar de um eixo simples. * O programa mede a resistência variável de dois foto-resistores, um de cada lado do painel solar. * No mundo real, os dois resistores determinariam para que lado girar o painel solar, Leste ou Oeste, dependendo da posição do sol, a fim de maximizar a produção de energia alternativa de eletricidade. * / // Você precisará incluir o pacote servo anexado para que o Arduino saiba como controlar suas funções #include // criar um objeto servo para controlar um servo Servo myservo; // variável para armazenar a posição do servo int pos = 90; // lista os pinos dos resistores da fotocélula int east = 0; int oeste = 1; // valores da fotocélula a serem comparados int eastRead; int westRead; // para que lado o painel solar deve virar? bússola interna = -1; void setup () {// anexa o servo no pino 9 ao objeto servo myservo.attach (9); // Inicializa o servo a 90 graus, no meio de seu intervalo myservo.write (90); // Permite que o usuário coloque o servo na montagem em 5000ms ou 5 segundos de atraso (5000);

// Inicia o monitor Serial para fins de teste Serial.begin (9600); } void loop () {// Determina os valores dos resistores da fotocélula eastRead = analogRead (east); westRead = analogRead (oeste); // O painel solar precisa virar para o leste? if (eastRead> westRead) {Serial.println ("East"); // Define a variável para girar o servo em direção à bússola leste = 0; } // O painel solar precisa virar para oeste? if (westRead> eastRead) {Serial.println ("West"); // Define a variável para girar o servo em direção à bússola ocidental = 1;

} // Abaixo do grupo de if (compass == 0) {tolerância de grau if (5 <= pos && pos <= 175) {// Subtrai 1 da variável "pos" e sobrescreve o inteiro pos - = 1; // Define a posição do servo myservo.write (pos); } Serial.println (pos); } // Abaixo do grupo de código, vira o painel solar em direção ao oeste se (bússola == 1)

código vira o painel solar para a posição Leste está entre 5 e 175 // 0 e 180 são os valores máximos do servo e este tem um 5

// Se o servo

{// Se a posição do servo estiver entre 5 e 175 // 0 e 180 são os valores máximos do servo e isso tem uma tolerância de 5 graus se (5